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13.07.2012

Solarfassaden: Hoch hinaus mit Solarenergie

In Zürich konnte durch die Sanierung zweier 60 Meter hoher Gebäude demonstriert werden, welche Vorteile Solarfassaden im Bereich der Gebäudeintegrierten Photovoltaik (BIPV) bieten. Mit dem Fassadenprojekt „Sihlweid“ ist es gelungen, die größte umlaufende Photovoltaik Dünnschicht-Fassade weltweit zu realisieren.

Die Installation von Solarfassaden an den baufälligen Hochhäusern unterlag einer Zürcher Initiative, mit dem Ziel der Erreichung der „2.000 Watt Gesellschaft“. Nach der Vision dieses energiepolitischen Modells soll der Energiebedarf eines jeden Erdenbewohners einer durchschnittlichen Leistung von 2.000 Watt entsprechen. In der Schweiz wurde dieser Wert zuletzt 1960 gemessen, mittlerweile liegt der Wert durchschnittlich bei 5.000 – 6.000 Watt Die „2.000 Watt Regel“ beschreibt gleichzeitig eine gesellschaftliche Vorgabe für den „Gebäudebau der Zukunft“ der Stadt Zürich und war somit auch das Hauptziel des Sanierungsprojektes der gewerblichen Baugenossenschaft Zurlinden (BGZ).

Hauptinitiatoren des Hochhaus-Projektes sind das Genossenschaftsmitglied der BGZ, die Elektrofirma Kälin + Müller AG, die Solarcenter Muntwyler AG, die Architekten Haas Harder Partner AG und der Solarmodulhersteller Sharp Energy Solution Europe. Besonderen Wert legten die Beteiligten darauf, beständigen Schutz für das sanierte Gebäude zu gewährleisten und langfristig kostengünstig Strom zu produzieren. „Wir wussten schnell, dass wir es schaffen können, die ‚2.000 Watt Regel’ zu berücksichtigen, die eine Stromproduktion von zirka 50.000 kWh/Jahr bedingt“, berichtet Stefan Kälin von der Kälin + Müller AG.

„Unsere statischen und dynamischen Tests zur Prüfung der mechanischen Festigkeit aufgrund der hohen Windlast an der Spitze des Hochhauses ergaben, dass eine umlaufende Solarfassade, d.h. verteilt auf alle vier Hausseiten, die beste Lösung für unser Vorhaben war. Die Entscheidung zur Solaranlage von Sharp war dann schnell gefällt. Vergleichbare Schweizer Module waren teurer und weniger leistungsfähig als die Sharp-Produkte“, beschreibt Michael Winkler, Photovoltaik Ingenieur der Solarcenter Muntwyler AG.

Im Rahmen ihrer Bacherlorarbeiten unter Prof. Urs Muntwyler erarbeiteten vier Studierende der Berner Fachhochschule die Fassadenbelegung mit den Solarmodulen samt Kalkulation aller elektrischen und wirtschaftlichen Aspekte. 

Die Installation der Solarfassade des ersten Hauses begann im Sommer 2011 und wurde Ende des Jahres abgeschlossen. Pro Woche wurde eine Etage saniert. Die Bebauung des zweiten Gebäudes folgt derzeit. Beim bereits realisierten Hochhaus „Sihlweidstrasse 1“ wurden 882 mikroamorphe Tandemmodule von Sharp des Typs NA 128 mit einer Nennleistung von über 112 kWp verbaut. „Der gute Temperaturkoeffizient und speziell der neu designte Aluminiumrahmen bieten sich für den Langzeiteinsatz an und garantieren eine einfache und sichere Montage“, erklärt Bernd Schwartz, Produktmanager bei Sharp Solar.

„Hinzu kommt, dass die Kosten pro Quadratmeter bei Dünnschicht-Solarmodulen niedriger sind als bei anderen Solarmodultypen. Dies ist die positive Umkehrung des niedrigeren Wirkungsgrades beispielsweise gegenüber kristallinen Fassaden.“, ergänzt Schwartz. 

Für die Installation wurde ein neues Fassadensystem entwickelt, das durch die Firma Ernst Schweizer AG realisiert wurde. Der Metallbauer entwarf eine spezielle Konstruktion, in die jedes Modul einzeln eingefasst werden konnte. Weiterer Partner dieses Projektes ist das Architektenbüro Harder Haas Partner AG, das die Sanierung von Beginn an geplant und begleitet hat. Besonderes Erfolgsrezept des Vorhabens lag in der guten Zusammenarbeit aller beteiligten Parteien. „Die Motivation und Erfahrung aller und die herausfordernde Arbeit an einem so speziellen Objekt, haben das Projekt zu einem echten ‚Leuchtturm-Projekt’ gemacht“, kommentiert Winkler abschließend.

Quelle: Sharp Electronics (Europe) GmbH

  

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